Die Struktur der Erbsubstanz Die Kodierung der Erbinformation

Präsentation zum Thema: "Die Struktur der Erbsubstanz Die Kodierung der Erbinformation"—  Präsentation transkript:

1 Die Struktur der Erbsubstanz Die Kodierung der Erbinformation
Seminar „Anlage und Umwelt“ DNA: Die Grundlage der Vererbung Inhaltsübersicht Die Struktur der Erbsubstanz Die Kodierung der Erbinformation Replikation der DNA Transkription und Translation der DNA Der Genbegriff Genregulation Mutationen Das Auffinden von DNA-Polymorphismen Genkartierung Numerische Chromosomenabberationen Melanie Basten

2 Die Struktur der Erbsubstanz
Melanie Basten

3 Die Kodierung der Erbinformation
Es müssen 20 verschiedene Aminosäuren (AS) kodiert werden Kodierung durch 1 BP  4 Möglichkeiten Kodierung durch 2 BP  4 (16) Möglichkeiten Kodierung durch 3 BP  4 (64) Möglichkeiten durch Versuche mit Rastermutationen bewiesen, dass 1 AS kodiert durch 1 BP der genetische Code ist ohne Pausenzeichen der genetische Code ist degeneriert, einige AS sind mehrfach kodiert der genetische Code ist nicht überlappend der genetische Code ist universell für alle Lebensformen Melanie Basten

4 Die Replikation der DNA
Die Replikation verläuft semikonservativ (Nachweis von Meselson und Stahl an E.coli-DNA) 1. Schritt: DNA-Doppelstrang wird reißverschlußartig an den H-Brücken zwischen den komplementären Basen geöffnet 2. Schritt: An den frei werdenden Basen binden komplementäre Nukleotide 3. Schritt: Nukleotide werden durch das Enzym DNA-Polymerase zu einem neuen Strang verbunden  es entstehen zwei identische Doppelstränge, jeweils aus einem alten und einem neu gebildeten Teilstrang Melanie Basten

5 Transkription und Translation
Der für die Synthese eines bestimmten Proteins benötigte Abschnitt der DNA wird in die einsträngige mRNA transkribiert Translation verläuft ähnlich der Replikation mRNA wandert durch die Kernporen in Zytoplasma mRNA lagert sich dort an die zwei Untereinheiten der Ribosomen für die Translation an bei der Translation (Proteinbiosynthese) wird an die mRNA-Tripletts von der tRNA die entsprechende AS angelagert Melanie Basten

6 Der Genbegriff (Syntenie Homologie)
Ein Gen umfaßt zwischen 1000 und 2 Mio BP Der Mensch hat ca. 3 Mia BP auf ca Genen 1-Gen-1-Enzym-Hypothese (Beadle und Tatum) Syntenie Homologie: 80 % der Gene der Maus ähneln denen des Menschen, bei Schimpansen gibt es eine Übereinstimmung von 95% (Sept. 2002)  Erkenntnisse am tierischen Genom (Maus) lassen Schlüsse auf das menschliche Genom zu Melanie Basten

7 Genregulation I Melanie Basten

8 Genregulation II Melanie Basten

9 Mutationen Fehler bei der Replikation der DNA (spontan oder durch Mutagene hervorgerufen) führen zu verschiedenen Allelen von Merkmalen (Polymorphismen) finden Mutationen bei der Produktion der Gameten statt, werden sie weitervererbt und unterliegen dem Selektionsprozess wirken sie sich günstig auf die Fitness eines Individuums aus, werden sie sich in der Population verbreiten (Bsp.: Sichelzellanämie bei Afroamerikanern) beim Menschen weist etwa die Hälfte aller befruchteten Eizellen Abberationen auf, die meisten führen zu Fehlgeburten bei der Geburt haben etwa 1 von 250 Kinder offensichtliche Chromosomenabberationen, die Hälfte davon bei Gonosomen Mutationen können strukturelle und numerische Chromosomenabberationen sein Melanie Basten

10 Das Auffinden von DNA-Polymorphismen am Beispiel von RFLP‘s und SSR‘s
Melanie Basten

11 Genkartierung 46 Chromosomen
Autosomen werden der Größe nach von 1 bis 22 durchnummeriert, dazu kommen X- und Y-Chromosom Der kurze Arm jedes Chromosoms wird mit p, der lange mit q bezeichnet Zur Festlegung des Genortes werden Chromosomennr., der Arm, Region- und Bandennr. angegeben (Bsp.: Huntington-Gen p16) Melanie Basten

12 Numerische Chromosomenabberationen bei Gonosomen
Polysomien der Gonosomen entstehen durch ihre anormale Disjunction bei der Meiose das Fehlen eines vollständigen Chromosoms (Monosomie) ist mit Ausnahme des X-Chromosoms letal zusätzliche Chromosomen (Trisomie, ...) ist mit Ausnahme der kleinsten und des X-Chr. ebenfalls letal als Ausnahme werden nämlich überzählige X-Chromosomen im Laufe der Embryogenese inaktiviert (Barr-Körperchen), ihre Erbinformation wird nicht transkribiert (Lyon‘s Hypothese) Melanie Basten

13 Ergänzung I Melanie Basten

14 Ergänzung II Melanie Basten

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17 Melanie Basten